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针对目前服务型机器人在执行复杂服务任务时面临着较高的本地计算和存储压力的问题以及机器人服务的可拓展性较低的问题,提出一种基于SOA架构的云机器人分布式服务框架。通过云机器人服务的分布式部署提高资源的利用率和服务质量,通过设计SOA接口层,消除异构机器人之间底层差异。针对单一云机器人服务的局限性,提出一种多服务副本下服务查找和组合算法,实现云机器人集群服务覆盖网络下服务执行的负载均衡和弹性容错,提高云机器人集群的稳定性和服务的吞吐量。通过仿真对比实验,验证了该算法的有效性。